高盐重灰母液在联碱系统中回用的探讨

2016-12-20谢智勇吴岩芳王松晓张福进

纯碱工业 2016年6期

关键词：母液浊度氯化钠

谢智勇，吴岩芳，王松晓，张福进

(天津渤化永利化工股份有限公司研究所，天津 300452)

科学试验

高盐重灰母液在联碱系统中回用的探讨

谢智勇，吴岩芳，王松晓，张福进

(天津渤化永利化工股份有限公司研究所，天津 300452)

结合我公司重灰装置外排高盐重灰母液的实际情况，对其在联碱系统中回用进行了探讨，分析了重灰母液回用到联碱系统后对生产的影响。在理论分析基础上结合我公司实际情况提出了相关建议。

联碱；重质纯碱；高盐母液；回用；理论分析

1 背景

液相水合法重灰生产过程中，当母液中的氯化钠含量达到80～90 g/L时，得到的产品盐分含量较高，影响产品质量。需排放部分母液，同时加入一定量的冷凝水和工业碳酸钠，维持母液平衡，才能得到合格的重灰产品。经计算，每生产一吨重灰需外排0.05 m3高盐重灰母液，重灰日产量400～1 800 t计，每天外排母液量20～90 m3。高盐重灰母液的排放不仅浪费了原料，如处理不当也会对环境造成污染。由于外排高盐重灰母液中主要含有Na2CO3、NaCl等纯碱生产的有效成分，且相比我公司联碱工序循环母液量(约800 m3/h)较小，因此可以尝试将其返回到联合制碱工序进行回用。本文结合我公司联碱工艺实际情况，对高盐重灰母液在系统中回用进行了理论分析，提出了相关建议。

2 分析与探讨

2.1 回用位置

高盐重灰母液中主要含有Na2CO3、NaCl等成分(如表1所示)，回用到联碱系统后可作为制碱原料，因此回用结合点应选择在制碱段前，初步考虑将高盐重灰母液返回至母Ⅱ中。其中，联碱母液循环量为800 m3/h，高盐重灰母液返回量为5 m3/h。

表1 高盐重灰母液成分表

高盐重灰母液返回到母Ⅱ后，Na2CO3经碳化后转化为重碱产品得到回收，经理论计算每小时可增加重碱2.36 t。但由表1可知，母液混合后，母Ⅱ中氯化钠浓度减少了，因此需分析对氯化钠利用率的影响。

2.2 氯化钠利用率的影响分析

由图1可以看出该体系共包含NaHCO3、NH4HCO3、NH4Cl 、NaCl四个结晶区，制碱过程需要根据NaHCO3结晶区的相关数据进行研究。

表2 35 ℃下体系溶解度数据

图1 35℃时体系干盐图及水图

2.2.1 未回用前钠利用率计算

联碱系统加盐后，氯化钠含量按照68 tt进行计算(假定值)，则溶液中nNaCl为3.4 mol/L，即198.9 g/L。氨盐比按照1∶1进行计算，JNa+=JCl-=50 mol/100 mol干盐。溶液密度按照1 170 g/L进行计算，得出JH2O=573.9 mol/100 mol干盐，由此可知起始点在图1水图中的坐标为a＇(50，573.9)。由A＇(0,3964)及P1＇(85.6,605)得出直线A＇P1＇为L1:y=-39.24x+3 964。结合起始点a＇(50，573.9)根据连线规则可计算出碳化后液相点水图中坐标b＇(78.1576,904.4)，由此计算出钠利用率UNa为72.05%。因此重碱产量为3.4 mol/L×72.05%=2.4497 mol/L，即205.774 kg/m3，相当于每小时产量为164.62 t。

2.2.2 重灰母液回用后钠利用率计算

系统中加入重灰母液后(按照800 m3/h系统溶液加入5 m3/h重灰母液进行计算)，溶液密度及盐分含量及碱含量有所变化，此时溶液密度为1 170.676 g/L。如果不考虑重灰母液中碳酸钠的影响，按照相同的方法计算出此时钠利用率UNa为71.826%，碳酸氢钠产量为163.45 t/h，此时重碱产量减少1.1728 t。考虑重灰母液中的碳酸钠时，碳酸氢钠可增加产量2.36 t/h。因此综合考虑后，重灰母液回用后重碱产量增加1.19 t/h。